conductores y aislantes

CONDUCTORES AISLANTES



PRESENTADO POR:


SEBASTIAN MURILLO
PEDRO NEL MARTINEZ
WILMER CRISTOBAL ALFONSO
DICKERMAN LEON
KATERIN BERMUDEZ ALVAREZ



PRESENTADO A:
CARLOS GUALDRON





SENA
4 DE FEBRERO DE 2009

MOLÉCULAS

Todo lo que hay a nuestro alrededor esta formados por grupos de átomos unidos que formas conjuntos llamados moléculas. Los átomos que se encuentran en una molécula se mantienen unidos debido a que comparten o intercambian electrones.
Las moléculas están hechas de átomos de uno o más elementos. Algunas moléculas están hechas de un solo tipo de átomo. Por ejemplo, dos átomos de oxigeno se unen para formar una molécula de O2, la parte del aire que necesitamos para respirar y vivir. Otras moléculas son muy grandes y complejas. Por ejemplo, las moléculas de proteínas contienen cientos de átomos.


ATOMO
El átomo es la más pequeña partícula de un elemento que mantiene las propiedades químicas de este. Los átomos son eléctricamente neutros, tienen la carga positiva concentrada en su núcleo y uno o más electrones con carga negativa girando a su alrededor.

ESTRUCTURA DE ATOMO
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.

NEUTRÓN
Partícula elemental localizada en el núcleo atómico de todos los átomos excepto el hidrógeno. Los neutrones no tienen carga eléctrica pero poseen una masa de 1,008665 uma

PROTÓN
Partícula subatómica que forma parte del núcleo del Atomo. El protón tiene una carga positiva y una masa 1.840 veces mayor a la del electrón (que, por convención, es igual a 1). En un átomo estable, el número de protones en el núcleo es igual al de los electrones. Al protón y al neutrón se les denomina también nucleones.El núcleo del atómo de hidrógeno está formado por un único protón.
ELECTRONES
Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos. La carga del electron es una carga negativa










CONDUCTORES

Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Si establecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería la tubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.
Cuando se aplica una diferencia de potencial a los extremos de un trozo de metal, se establece de inmediato un flujo de corriente, pues los electrones o cargas eléctricas de los átomos que forman las moléculas del metal, comienzan a moverse de inmediato empujados por la presión que sobre ellos ejerce la tensión o voltaje.
El más utilizado de todos los metales en cualquier tipo de circuito eléctrico es el cobre (Cu), por ser relativamente barato y buen conductor de la electricidad, al igual que el aluminio (Al). Sin embargo, los mejores metales conductores son el oro (Au) y la plata (Ag), aunque ambos se utilizan muy limitadamente por su alto costo.

MATERIALES SEMICONDUCTORES
Existen también otros elementos denominados metaloides, que actúan como semiconductores de la corriente eléctrica. Entre esos elementos o materiales se encuentran el silicio (Si), el galio (Ga) y el germanio (Ge).
Los átomos de esos elementos son menos propensos a ceder electrones cuando los atraviesa una corriente eléctrica y su característica principal es dejarla pasar en un solo sentido e impedirlo en sentido contrario.
El cristal de silicio es el elemento más utilizado en la actualidad como material semiconductor para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados y los microprocesadores.
AISLANTES
Por último están los materiales aislantes, cuyos átomos ni ceden ni captan electrones. Entre esos materiales se encuentran el plástico, la mica, el vidrio, la goma, la cerámica, etc. Todos esos materiales y otros similares con iguales propiedades, oponen total resistencia al paso de la corriente eléctrica.


Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de los materiales.
La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto , y su unidad es el S/m (siemens por metro).
No confundir con la conductancia (G), que es la facilidad de un objeto o circuito para conducir corriente eléctrica entre dos puntos. Se define como la inversa de la resistencia: .
Representación matemática [editar]
Usualmente la magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico y la densidad de corriente de conducción :

Resistividad

Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente electrica, esta oposicion es a la que llamamos resistencia electrica.A los materiales buenos conductores de la electricidad tienen una resistencia electrica muy baja, los aisladores tienen una resistencia muy alta. Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohms por metro (Ω·m, a veces también en Ω·mm²/m).
Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.
Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

Resistividad de algunos materiales
Material
Resistividad (en 20°C-25ºC) (Ω·m)
Plata[1]
1,55 x 10-8
Cobre[2]
1,70 x 10-8
Oro[3]
2,22 x 10-8
Aluminio[4]
2,82 x 10-8
Wolframio[5]
5,65 x 10-8
Níquel[6]
6,40 x 10-8
Hierro[7]
8,90 x 10-8
Platino[8]
10,60 x 10-8
Estaño[9]
11,50 x 10-8
Acero inoxidable 301[10]
72,00 x 10-8
Grafito[11]
60,00 x 10-8

Ejemplo de conversión de: ( Ω·mm²/m ) a → ( Ω·m )
La resistividad del cobre es 0,017 Ω·mm²/m =1,7x10-2 que
al multiplicar por 1x10-6 se obtiene 1,7x10-8Ω·m


Resistencia eléctrica
Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω, y se mide con el ohmímetro.
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Comportamientos ideal y real [editar]


Figura 2. Circuito con resistencia.
Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm:
donde i(t) es la corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u(t) es la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá tener diferente comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella.
Comportamiento en corriente continua [editar]
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor. Su ecuación pasa a ser:
que es la conocida ley de Ohm para CC.
donde
= Tensión
= Corriente

Conductancia eléctrica
Se denomina Conductancia eléctrica (G) de un conductor a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su seno, esto es, a la inversa de su resistencia eléctrica (R), por lo que:
donde:
G = Conductancia en SiemensR = Resistencia en Ohmios

Modelo matemático

En ciencias aplicadas un Modelo matemático es uno de los tipos de modelos científicos, que emplea algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad.
El significado de Modelo matemático en matemáticas, sin embargo, es algo diferente. En concreto en matemáticas se trabajan con modelos formales. Un modelo formal para una cierta teoría matemática es un conjunto sobre el que se han definido un conjunto de relaciones unarias, binarias y trinarias, que satisface las proposiciones derivadas del conjunto de axiomas de la teoría. La rama de la matemática que se encarga de estudiar sistemáticamente las propiedades de los modelos es la teoría de modelos.
El termino de modelización matemática es utilizada también en diseño gráfico cuando se habla de modelos de los objetos en 2D o 3D.

PREFIJOS PARA LOS MÚLTIPLOS Y SUB-MÚLTIPLOS DEL S.I.
PREFIJO
SÍMBOLO
FACTOR DE MULTIPLICACIÓN
PREFIJO
SÍMBOLO
FACTOR DE MULTIPLICACIÓN
Tera
T
1012
Deci
d
10 -1
Giga
G
109
Centi
c
10 -2
Mega
M
106
Mili
m
10 -3
Kilo
k
103
Micro
H
10 -6
Hecto
h
102
Nano
n
10 -9
Deca
da
101
Pico
P
10 -12
Femto
f
10 -15
Atto
a
10 -18

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas (este es el nombre dado en la norma, aunque a veces también se las denomina inapropiadamente «unidades fundamentales»). Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, a partir de las cuales se definen las demás:



Magnitud física básica
Unidad básica
Símbolo
Observaciones
Longitud
metro
m
Se define en función de la velocidad de la luz
Tiempo
segundo
s
Se define en función del tiempo atómico
Masa
kilogramo
kg
Es la masa del «cilindro patrón» custodiado en Sevres (Francia).
Intensidad de corriente eléctrica
amperio o ampere
A
Se define a partir de la fuerza magnética
Temperatura
kelvin
K
Se define a partir de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Cantidad de sustancia
mol
mol
Véase también número de Avogadro
Intensidad luminosa
candela
cd
Véase también conceptos relacionados: lumen, lux e iluminación física

Las unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos, que se expresan mediante prefijos. Así, por ejemplo, la expresión «kilo» indica ‘mil’ y, por lo tanto, 1 km son 1000 m, del mismo modo que «mili» indica ‘milésima’ y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.




TABLA DE CONDUCTORES

TABLA DE COEFICIENTES DE CONDUCTIVIDAD Y RESISTIVIDAD
Nota: a partir del magnesio ya son más aislantes que conductores









RESISTENCIA DE LOS METALES:La plata es el metal que conduce con màs facilidad la electricidad, pero dado su costo tan elevado, no es comùn usarla como conductor en los circuitos elèctricos.El cobre es el conductor màs usado por su bajo costo, aparte de ser un buen conductor de la electricidad. Es tambièn usado el aluminio. Pero este presenta el inconveniente que no se puede soldar por los medios comunes, por lo mismo es muy limitado su uso en casas, sòlamente en lìneas de transmisiòn de alto voltaje.Cuando medimos la resistencia de trozos de metal distintos, del mismo tamaño y grueso, se encuentra que el hierro tiene una resistencia seis veces mayor que la del cobre, en tanto que uno de plata alemana tiene una resistencia casi 13 veces màs alta que la del cobre.A continuación les presento la tabla en la cual se especifica la resistencia de los diferentes conductores eléctricos.



Conductor
Resistividad relativa
Plata puraCobre recocidoCobre endurecidoAluminio (97.5%) puroZinc puroLatónBronce con fósforoAlambre de hierroNíquelAlambre de aceroPlata alemanaHierro colado
,9251,0001,0221,6723,6084,5155,3196,1737,7268,62113,32671,400






Aislante eléctrico

Aislador utilizado en redes de distribución eléctrica.
Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores eléctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión, pueden producir una descarga, para confeccionar aisladores (elementos utilizados en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico) Los materiales utilizados más frecuentemente son los plásticos y las cerámicas.
El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material (para más detalles ver semiconductor).
Un material aislante de la electricidad tiene una resistencia teóricamente infinita. Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.
Materiales conductores: Metales, Hierro, Mercurio, Oro, Plata, Cobre, Platino, Plomo, etc.
Materiales Aislantes: Plástico, Madera, Cerámicas, etc.



BIBLIOGRAFIA

WWW.GOOGLE.COM
WWW.MONOGRAFIAS.COM
www.asifunciona.com
WWW.ENCARTA.COM
WWW.WIKIPEDIA.COM